某校化学研究性学习小组的同学对一包因敞口放置已部分变质的氢氧化钠产生了兴趣.想通过实验测定其中碳酸钠的质量分数.请你参与他们的探究过程．[提出问题]:样品中碳酸钠的质量分数是多少?[知识准备]:(1)氢氧化钠不能敞口放置的原因是:氢氧化钠固体不仅吸收空气中的水.还能与空气中的二氧化碳反应而变质,(2)判断氢氧化钠是否变质的方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．某校化学研究性学习小组的同学对一包因敞口放置已部分变质的氢氧化钠产生了兴趣，想通过实验测定其中碳酸钠的质量分数，请你参与他们的探究过程．
【提出问题】：样品中碳酸钠的质量分数是多少？
【知识准备】：
（1）氢氧化钠不能敞口放置的原因是：氢氧化钠固体不仅吸收空气中的水，还能与空气中的二氧化碳反应而变质；
（2）判断氢氧化钠是否变质的方法之一是向样品中加盐酸，加入盐酸后发生的反应化学方程式是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）判断氢氧化钠是否变质的另一种方法是将样品溶于水，再向样品中加澄清石灰水，看是否变浑浊，反应的化学方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
（4）向氢氧化钠和碳酸钠混合物中加入盐酸时，盐酸先与氢氧化钠反应，再与碳酸钠反应；
【设计方案】：
甲组同学：称取16.40g样品，放入足量的盐酸直到反应停止，共收集到4.40g二氧化碳．（设计思路：根据样品与盐酸反应生成二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．）
乙组同学：称取16.40g样品，加水配成溶液，在溶液中加入过量的澄清石灰水．过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g．（设计思路：根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量，先求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．）
【解决问题】：
（1）乙组同学判断石灰水是否过量的方法是取上层清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸钠溶液），如变浑浊（有白色沉淀产生），表示石灰水过量；
（2）根据两组同学的实验结果，请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数：（请任选一位同学的实验结果进行计算）（相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Na：23 Cl：35.5Ca：40 ）
甲组同学：64.6%乙组同学：64.6%．

分析【知识准备】
氢氧化钠能够吸收水蒸气，能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
稀盐酸能和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，能和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
【解决问题】
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答解：【知识准备】
（1）氢氧化钠不能敞口放置的原因是：氢氧化钠固体不仅吸收空气中的水，还能与空气中的二氧化碳反应而变质．
故填：氢氧化钠固体不仅吸收空气中的水，还能与空气中的二氧化碳反应而变质．
（2）稀盐酸能和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，能和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，加入盐酸后发生的反应化学方程式是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
故填：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
【解决问题】
（1）乙组同学判断石灰水是否过量的方法是：取上层清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸钠溶液），如变浑浊（有白色沉淀产生），表示石灰水过量．
故填：取上层清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸钠溶液），如变浑浊（有白色沉淀产生），表示石灰水过量．
（2）甲同学：设样品中含有的碳酸钠的质量为x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                                      44
x                                       4.40g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.40g}$，
x=10.6g，
样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{10.6g}{16.40g}$×100%=64.6%，
答：样品中碳酸钠的质量分数为64.6%．
乙同学：设样品中含有的碳酸钠的质量为y，
Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓，
                      106                   100
                         y                  10.00g
$\frac{106}{y}$=$\frac{100}{10.00g}$，
y=10.6g，
样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{10.6g}{16.40g}$×100%=64.6%，
答：样品中碳酸钠的质量分数为64.6%．

点评合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案

①两个实验所发生反应的化学反应方程式为：
小刚的实验是：BaCl₂+Na₂S0₄=BaS0₄↓+2NaCl；
小莉的实验是：Na₂C0₃+2HCl=2NaCl+H₂0+C0₂↑．
②实验结论：
小刚认为：在化学反应前后，生成物的总质量与反应物的总质量是相等的；
小莉认为：在化学反应前后，生成物的总质量与反应物的总质量是不相等的．
你认为小刚的结论正确，导致另一个实验结论错误的原因是：小莉的实验漏掉生成物的气体的质量，将反应物放在密闭容器中进行；
③请从原子的角度分析你认为正确结论的原因是：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变；
④使用上述实验装置，请你选择另外两种药品进行实验达到实验目的，这两种药品可以是NaCl和AgNO₃（填化学式）【注：以上四种药品均不能再用】．

6．现在许多食品都采用密封包装，但包装袋中的空气、水蒸气仍会使食品氧化、受潮变质，因此一些食品包装袋中需放入一些脱氧剂，以使食品保质期更长一些．
甲、乙、丙三同学为了探究“脱氧剂”的成分，从某食品厂的月饼包装袋中取出“脱氧剂”一袋，打开封口，将其倒在滤纸上，仔细观察，脱氧剂为灰黑色粉末，还有少量的红色粉末．
提出问题：该脱氧剂中的灰黑色、红色粉末各是什么？
猜想：甲同学认为：灰黑色粉末可能是氧化铜、红色粉末可能是铜．
乙同学认为：灰黑色粉末可能是铁粉，也可能还有少量的活性炭粉；红色物质是氧化铁．
丙同学认为：灰黑色物质可能是氧化铜、活性炭粉，红色粉末可能是铜．
（1）你认为乙同学的猜想正确，其理由是因为铁是化学性质较活泼的金属，尤其是铁粉颗粒小，常温下更易与空气中的氧气、水蒸气反应而生锈．
（2）设计一个实验方案来验证该同学对灰黑色粉末的猜想是正确的．请填写以下实验报告：

实验步骤	预期的实验现象	结论
①用磁铁充分接触滤纸上的脱氧剂粉末； ②将红色物质放入小试管中，加入足量稀硫酸观察现象．继续滴加足量的NaOH溶液．	绝大部分黑色粉末被吸引红色物质溶解，溶液呈黄色，产生红褐色沉淀	脱氧剂的成分是铁粉红色物质是Fe₂0₃

（3）写出B装置中发生反应的化学方程式Fe₂0₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃十3H₂O；Fe₂（SO₄）₃+6NaOH═2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．

3．各组物质能反应，而且充分反应后所得溶液的质量比反应前溶液的总质量增大的是（　　）

	A．	铝和硫酸铜溶液		B．	氯化钠溶液和稀硫酸
	C．	把二氧化碳通入澄清的石灰水		D．	碳酸钙固体和稀盐酸

10．有一包粉末，已知由CaCO₃、FeCl₃、MgCl₂、Na₂SO₄、NaOH、NaNO₃中的几种组成．为确定其组成，现进行以下实验，各步骤均已充分反应．
①取一定质量的粉末，加水搅拌后过滤，得到沉淀和无色溶液A；
②向①步得到的沉淀中加入足量稀盐酸，得到无色气体和黄色溶液；
③将①步得到的无色溶液A进行如图所示的实验．

请回答下列问题：
（1）B的化学式是BaSO₄．
（2）A中一定存在的溶质的化学式是Na₂SO₄、NaCl．
（3）生成白色沉淀D的化学方程式是NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃．
（4）这包粉末中可能含有物质的化学式是MgCl₂、NaNO₃．

20．某学生为了测定由两种元素形成的气态化合物X的组成，做了如下图所示的实验．他把气体X由注射器A缓慢送入装有CuO的B装置，使之完全反应，得到如下结果：

①实验前B管和药品的总质量为21.32g，实验后为21.16g．
②C管中收集到的物质电解后得到H₂和O₂，在D中收集到的是N₂．
③X中两元素的质量比是14：3．
问：（1）C中收集到的液体，质量是0.18g，
（2）在实验中看到的现象是B管中固体由黑变红，C管中有液体出现．
（3）B中反应的化学方程式是2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu十N₂+3H₂O．

7．如图1所示，某学习小组围绕“气体的实验室制取”进行研讨，请你参与完成下面的问题．

（1）如图①装置制取气体的适用条件是反应物是固体，反应需要加热．
（2）图③装置相比图②装置的主要优点是能随时控制反应的开始和结束．
（3）实验室主要锌粒与稀H₂SO₄反应制取H₂，该反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（4）实验室若用图④装置收集NH₃，气体应从b端通入．（填字母）
（5）为了测定铜元素的相对原子质量Ar（Cu），某同学以氢气还原氧化铜的反应设计了：图2中第一个装有碱石灰的U形管的作用是吸收氢气中的水蒸气．若测得反应前氧化铜的质量为a g，实验完成后第二个装有碱石灰的U形管增加的质量为b g，则Ar（Cu）=$\frac{18a}{b}$-16．（用a、b表示）

（6）请写出利用装置②制取O₂的化学反应方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

4．下列除去物质中所含杂质（括号内的物质）的方法错误的是（　　）

	A．	CO₂（HCl）--通入足量的氢氧化钠溶液，干燥
	B．	NaCl（泥沙）--加入足量的水溶解、过滤、蒸发
	C．	K₂SO₄（K₂CO₃）--加入足量的稀盐酸，蒸发
	D．	O₂（H₂O）--通入足量的浓硫酸中

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